الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » النظرية الحركية

النظرية الحركية

النظرية الحركية  kinetic theory

و تعرف أيضا باسم نظرية الجسيم، و هي نظرية تصف الخصائص الفيزيائية للمادة من خلال حركة الجزيئات المكونة لها ، و قد قام باقتراح هذه النظرية كل من كونت رمفورد و جيمس جول و جيمس كليرك ماكسويل . ففي حالة الغازات فإن هذه النظرية تصف سلوك الغاز من خلال افتراض نموذج للغاز بجانب عدد من الإفتراضات تتعلق بمسك  الغاز، و تتألف هذه النظرية من الفروض التالية :

1 – يتألف الغاز من جسيمات دقيقة ( دقائق ) تعرف بالجزيئات ، لكل منها كتلة معينة و حجم معين لا يختلفان للغاز الواحد و لكن يختلفان من غاز لآخر ، و تمتاز هذه الجسيمات بالحركة الدائمة العشوائية .

2 – تصطدم هذه الدقائق ببعضها البعض و بجدار الإناء الذي يحتويها باصطدامات تامة المرونة ، بمعنى أنها لا تؤدي إلى فقدان الغاز لأي من طاقته الحركية .

3 – يتناسب مجمل الطاقة الحركية لجميع الجزيبئات تناسبا طرديا مع درجة الحرارة المطلقة .

4 – تعتبر قيمة قوى التجاذب بين جزيئات الغاز في غاية الصغر و لذلك فهي مهملة .

5 – يمثل حجم الجزيء مقارنة بحجم الإناء الذي يشغله مقدارا صغيرا مهملا .

و حيث أن الغازات الحقيقية لا تخضع خضوعا تاما لهذه الفروض فلقد اتفق على وجود غاز افتراضي يخضع لتلك الفروض و هذا الغاز يعرف باسم الغاز المثالي .

ففي حالة الغازات فإن الضغط هو نتيجة لتصادمات جزيئات الغاز بجدران الواعاء الذي يحتويها ، فالضغط الناتج عن مول واحد من الغاز يحتوي على n من الجزيئات ، كل منها له كتله مقدارها m و محصورة في وعاء حجمه V ، يمكن حسابه من خلال العلاقة التالية :

p = nmĉ2/3V

حيث ĉ2 متوسط مربع سرعة الجزيء الواحد . و كما هو طبقا لقوانين الغاز لمول واحد من الغاز ، حيث pV=RT حيث T درجة الحرارة و R الثابت العام للغاز ، فإنه :

RT = nm ĉ2 /3

لذلك فإن درجة حرارة الغاز تتناسب مع مربع سرعة جزيئاته ، و حيث أن معدل الطاقة الحركية لأنتقال الجزيئات يساوي mĉ2/2 فإن درجة الحرارة يمكن حسابها كما يلي :

T = (mĉ2/2)(2n/3R )

و حيث أن عدد الجزيئات في المول الواحد لأي غاز هو عدد أفوجادرو ، أي أن NA ، لذلك فإن n = NA ، و تسمى النسبة R/NA باسم ثابت بولتزمان و يرمز له بالرمز k .، لذلك فإن معدل الطاقة الحركية لأنتقال الجزيئات ذات المول الواحد لأي غاز يساوي 3kT/2 . و للغازات وحيدة الذرة فإن هذا يتناسب مع الطاقة الداخلية للغاز ( U ) ، أي أن :

U = NA3kT/2

وحيث أن k = R/NA ، فإن

U = 3RT/2

للغازات ثنائية الذرات  و عديدة الذرات فإن طاقات الأنتقال و الإهتزاز تؤخذ بعين الإعتبار .

أما في حالة السوائل و طبقا للنظرية الحركية فإن الذرات و الجزيئات تتحركك بصورة مستمرة و عشوائية مع الأخذ بعين الأعتبار تأثير درجة الحرارة حيث أن لها علاقة متوسط الطاقة الحركية ، فالجزيئات و الذرات في الحالة السائلة تكون قريبة من بعضها البعض  بحيث يؤخذ بعين الاعتبار  قوى التجاذب بين الجزيئات ، فالجزيئات التي تكون على السطح تكون مرتبطة مع السائل بنوع معين من الروابط و عند ارتفاع درجة الحرارة أو نتيجة لحركة الجزيئات السطحية بسرعة عالية فإنها تتحرر من تلك الرابطة و تتحرر بعيد عن السائل و بالتالي تنخفض متوسط الطاقة الحركية للجزيئات الباقية في السائل . و بالتالي و نتيجة لتبخر السائل فإن درجة حرارته تنخفض .

في الحالة الصلبة ، فإن الذرات ، الأيونات و الجزيئات تهتز فقط ضمن مواقع محددة في الشبكة البلورية ، حيث تكون قوى التجاذب قوية جدا بحيث يستحيل حدوث أي حركة .

Share this post:

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

ماذا يعني الرمز TC الموجود على الدورق الحجمي و الرمز TD الموجود على الماصة؟

يمكن تقسيم الأدوات الزجاجية الحجمية إلى فئتين: تلك المصممة لاحتواء كمية محددة من السائل وتلك …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.